Существует один очень простой подход. Заодно получим соотношения на параметры
Пусть у нас есть оценка

Пусть 

 - гладкая финитная функция. Положим 

. Тогда

Или

В силу произвольности 

 должны выполнятся либо

либо

После этого достаточно найти минимум правой части по 

.
Для более высоких производных рассуждения абсолютно аналогичны.
А вообще, как оказывается, существует один простой подход, позволяющий единообразно (!) получать неравенства Харди, Карлсона и мультипликативные неравенства в анизотропных пространствах Соболева.
(я там в формулах пару опечаток поправил)